美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家韩赫顿表示:“我们的研究表明，单层半导体在没有外部磁场的帮助下发射圆偏振光是可能的。”“这种效果以前只能通过笨重的超导磁体产生的高磁场来实现，通过将量子发射器耦合到非常复杂的纳米级光子结构，或者通过向量子发射器注入自旋极化载流子来实现。我们的接近效应方法具有制造成本低和可靠性高的优势。”
偏振态是对光子进行编码的一种手段，因此这一成果是量子密码学或量子通信方向上的重要一步。
“有了一个产生单光子流并引入偏振的光源，我们基本上就把两个设备合二为一了，”赫顿说。
正如《自然材料》杂志所描述的那样，研究小组在集成纳米技术中心工作，将单分子厚度的二硒化钨半导体层堆叠在更厚的三硫化镍磷磁性半导体层上。博士后研究员李祥志利用原子力显微镜在薄层材料上制造了一系列纳米级的压痕。这些凹痕的直径约为400纳米，因此超过200个这样的凹痕可以很容易地穿过人类头发的宽度。
当激光聚焦在材料堆上时，原子显微镜工具产生的压痕被证明有两种效果。首先，压痕形成一个井，或洼地，在势能景观。二硒化钨单层的电子落在凹陷处。这就刺激了从阱中发射出一束单光子。
纳米压痕还破坏了底层三硫化镍磷晶体的典型磁性，产生了指向材料外的局部磁矩。这个磁矩使发射的光子圆极化。为了对这一机制进行实验证实，该团队首先与洛斯阿拉莫斯国家高磁场实验室的脉冲场设施合作进行了高磁场光谱学实验。然后，该团队与瑞士巴塞尔大学合作，测量了当地磁矩的微小磁场。
实验证明，该团队已经成功地展示了一种控制单光子流偏振状态的新方法。
该团队目前正在探索通过电子或微波刺激来调节单光子圆偏振程度的方法。这种能力将提供一种将量子信息编码到光子流中的方法。
光子流进一步耦合到波导——光的微观管道——将提供光子电路，允许光子在一个方向上传播。这种电路将成为超安全量子互联网的基本组成部分。
论文:“应变工程WSe2/NiPS3异质结构中邻近诱导手性量子光的产生”。自然材料。DOI: 10.1038 / s41563 - 023 - 01645 - 7
资助:洛斯阿拉莫斯国家实验室的实验室指导研究与发展(LDRD)计划;美国能源部基础能源科学，QIS基础设施发展计划;以及量子科学中心，一个由美国能源部科学办公室支持的国家量子信息系统研究中心。
/公开发布。来自原始组织/作者的材料可能具有时点性质，并根据清晰度，风格和长度进行了编辑。海市蜃楼。新闻不受机构限制 所有的位置或侧面，以及所有的视图、位置等 此处表达的结论仅代表作者的观点。点击此处查看全文。